Реле Бухгольца: защита трансформаторов от внутренних повреждений. Газовый детектор для масляных трансформаторов и реакторов, разработанный в 1921 году.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Устройство защиты для трансформаторов
Safety device for transformers
В системах распределения и передачи электроэнергии реле Бухгольца — это устройство защиты, устанавливаемое на некоторых масляных силовых трансформаторах и реакторах, оснащенных внешним надземным расширительным баком, называемым "консерватором". Реле Бухгольца используется как защитное устройство, реагирующее на последствия пробоя изоляции внутри оборудования. Общим обозначением для устройств этого типа является "реле газового обнаружения". Реле было впервые разработано Максом Бухгольцем (1875–1956) в 1921 году.
In electric power distribution and transmission, a Buchholz relay is a safety device mounted on some oil filled power transformers and reactors, equipped with an external overhead oil reservoir called a "conservator". The Buchholz relay is used as a protective device sensitive to the effects of dielectric failure inside the equipment. A generic designation for this type of device is "gas detector relay". The relay was first developed by Max Buchholz (1875–1956) in 1921.
Применение
Реле Бухгольца применяются на масляных силовых и распределительных трансформаторах как минимум с 1940-х годов. Реле подключается к нефтепроводу между расширительным баком и основным баком трансформатора. Нефтепроводы между основным баком и расширительным баком расположены таким образом, чтобы любой газ, образующийся в основном баке, стремился подниматься вверх к расширительному баку и реле газового обнаружения. Реле Бухгольца также используются в электропоездах, работающих на линиях переменного тока, включая локомотивы и моторвагонные секции. Эти поезда получают высокое напряжение от контактной сети, до 25 000 вольт переменного тока, которое затем поступает в масляный трансформатор, понижающий напряжение до уровня, пригодного для использования в тяговых двигателях поездов, обычно в диапазоне от 750 до 1000 вольт. В зависимости от возраста и конструкции оборудования, это напряжение может быть затем выпрямлено до постоянного тока. Реле Бухгольца устанавливается в контуре масла трансформатора, и в случае обнаружения выделения газа в масле, оно отключит главный автоматический выключатель поезда, тем самым изолируя оборудование от источника питания и защищая его от перегрева или короткого замыкания. После отключения оборудование может быть включено повторно только обслуживающим персоналом.
Buchholz relays have been applied on oil filled power and distribution transformers at least since the 1940s. The relay is connected to the oil piping between the overhead conservator tank and the main oil tank of a transformer. The piping between the main tank and conservator is arranged so that any gas evolved in the main tank tends to flow upward toward the conservator and gas detector relay. Buchholz relays have also been used in electric trains that operate on AC Electrified lines, including locomotives and multiple units. These trains take a high voltage supply from overhead wires, at up to 25,000 volts AC, which is then fed to an oil cooled transformer that 'steps down' the supply to voltage suitable for use in the trains traction motors usually between 750 and 1000 volts. Depending on the age and design of the equipment, this voltage may then be rectified to Direct Current. A Buchholz Relay is installed in the transformer oil circuit, and should the relay detect 'gassing' of the oil, will trip out the trains main circuit breaker, so isolating the equipment from the supply and therefore protecting the equipment from overheating or short circuiting. Once tripped, the equipment can only be reset by maintenance staff.
Операция
В зависимости от модели, реле имеет несколько способов обнаружения неисправности трансформатора. При медленном накоплении газа, возможно, из-за незначительной перегрузки, газ, образующийся при разложении изоляционного масла, накапливается в верхней части реле и понижает уровень масла. Поплавковый выключатель в реле используется для инициации сигнала тревоги. В зависимости от конструкции, второй поплавок также может служить для обнаружения медленных утечек масла. Если возникает электрическая дуга, накопление газа происходит быстро, и масло быстро поступает в маслобак. Этот поток масла приводит в действие выключатель, прикрепленный к пластине, расположенной на пути движущегося масла. Этот выключатель обычно срабатывает автоматический выключатель для отключения оборудования до того, как неисправность вызовет дополнительные повреждения. Реле Бухгольца оснащены тестовым портом для отбора накопленного газа для анализа. Обнаружение горючего газа в реле указывает на внутреннюю неисправность, такую как перегрев или короткое замыкание, в то время как наличие воздуха в реле может указывать только на низкий уровень масла или утечку. Подключение устройства для отбора проб газа также позволяет осуществлять управление с земли. В зависимости от требований, реле Бухгольца имеет фланцевое или резьбовое соединение. Классическое реле Бухгольца должно соответствовать требованиям стандарта DIN EN 50216-2. В зависимости от требований, оно оснащено до четырех (по два на поплавок) выключателей или переключающих контактов, которые могут подавать световой сигнал или отключать трансформатор.
Depending on the model, the relay has multiple methods to detect a failing transformer. On a slow accumulation of gas, due perhaps to slight overload, gas produced by decomposition of insulating oil accumulates in the top of the relay and forces the oil level down. A float switch in the relay is used to initiate an alarm signal. Depending on design, a second float may also serve to detect slow oil leaks. If an electrical arc forms, gas accumulation is rapid, and oil flows rapidly into the conservator. This flow of oil operates a switch attached to a vane located in the path of the moving oil. This switch normally will operate a circuit breaker to isolate the apparatus before the fault causes additional damage. Buchholz relays have a test port to allow the accumulated gas to be withdrawn for testing. Flammable gas found in the relay indicates some internal fault such as overheating or arcing, whereas air found in the relay may only indicate low oil level or a leak. Through a connected gas sampling device the control can also be made from the ground. Depending on the requirements, the Buchholz relay has a flange or threaded connection. The classic Buchholz relay has to comply with the requirements of the DIN EN 50216 2 standard. Depending on the requirements, it is equipped with up to four (2 per float) switches or change over switches, which can either send a light signal or switch off the transformer.